Popis hardwaru
STICKER je kompaktní IoT zařízení postavené na System-on-Chip STM32WL s integrovaným radiem LoRa a jádrem ARM Cortex-M4F.
Napájejí ho dvě baterie AA, přičemž zařízení monitoruje napětí baterií a hospodárně řídí napájení (boost převodník a LDO).
Zařízení obsahuje NFC paměť a anténu pro snadnou konfiguraci, a to i bez napájení (sběr energie).
Senzory a periferie
Vestavěné senzory
Podle konkrétní osazovací varianty obsahuje zařízení STICKER:
- Teplota a vlhkost: Senzor Sensirion SHT43 pro velmi přesné měření prostředí.
- Intenzita osvětlení: Senzor okolního osvětlení Texas Instruments OPT3001.
- Atmosférický tlak: Senzor tlaku NXP MPL3115A2.
- Pohyb PIR: Pasivní infračervený senzor pohybu Excelitas PYD1698 pro detekci přítomnosti (až 5 m, $\ge 50^\circ$).
- Tříosý akcelerometr: Akcelerometr STMicroelectronics LIS2DH12 pro sledování náklonu, vibrací a orientace.
- Detekce otevření dveří: Dva Hallovy senzory Allegro A1266.
Fyzická rozhraní a externí konektivita
- Rozhraní SWD: Fyzické programovací pady SWD pro nahrávání a ladění firmwaru přes J-Link (
make flash). Pro nahrání image jsou nutné, protože firmware záměrně nemá bootloader ani aktualizace na dálku. - Master sběrnice 1-Wire: Vyhrazené rozhraní 1-Wire s podporou externích digitálních teplotních sond (například Dallas DS18B20) a senzorů HARDWARIO Machine Probe.
- Rozhraní S0: Pulzní vstup kompatibilní se standardními výstupy S0 elektroměrů, plynoměrů a vodoměrů.
- Měření napětí a průmyslové logické vstupy: Podporuje až 2 digitální vstupy přijímající průmyslovou logiku až 30 V DC pro přímé napojení na PLC nebo sledování stavu stroje.
Stav zařízení signalizuje vícebarevná LED (R/G/Y) - podrobnosti viz Signalizace LED - a bezdrátovou komunikaci obstarává vnitřní anténa 868/915 MHz.
Blokové schéma
Architektura konfigurace přes NFC
Signalizace LED
Zařízení STICKER má jednu stavovou LED se třemi nezávisle řízenými kanály - červeným, zeleným a žlutým. Firmware rozsvěcí červený a zelený kanál i společně, čímž vzniká oranžová, kterou vyhrazuje pro servisní režimy. LED je jediná zpětná vazba, kterou zařízení lokálně dává, takže tyto vzory jsou nejrychlejší způsob, jak zjistit, co jednotka dělá, ještě než se objeví v síti.
Vzory a časování níže platí pro firmware v1.4.0. Většina stavových bliknutí je záměrně velmi krátká - 5 až 10 ms - kvůli šetření baterie. Čekejte krátký záblesk, ne pohodlné bliknutí.
Startovní sekvence
Každé zapnutí spustí pevný karusel, který zároveň potvrdí funkčnost všech tří kanálů:
| Krok | Barva | Doba |
|---|---|---|
| 1 | Červená | 0,5 s |
| 2 | (zhasnuto) | 0,25 s |
| 3 | Žlutá | 0,5 s |
| 4 | (zhasnuto) | 0,25 s |
| 5 | Zelená | 1,5 s |
Karusel trvá asi 5 sekund. Pokud ho uvidíte nečekaně, zařízení se restartovalo.
Stavový heartbeat
Za provozu zařízení signalizuje svůj stav každé 3 sekundy. Zobrazuje se vždy jen jeden vzor - firmware kontroluje podmínky níže v uvedeném pořadí a vyhrává první shoda, takže závažnější stav vždy zakryje ten méně závažný:
| Priorita | Stav zařízení | Vzor LED |
|---|---|---|
| 1 | Probíhá výměna přes NFC | LED přebírají vzory NFC níže |
| 2 | Konfiguraci se nepodařilo načíst - uložené nastavení je poškozené | Červená a žlutá střídavě, dvakrát, po ~60 ms |
| 3 | Připojování nebo opětovné připojování k síti LoRaWAN | Jedno žluté bliknutí, pak ~200 ms poté jedno červené |
| 4 | Degradované spojení - kontroly spojení selhávají, ale session stále žije | Dvě žlutá bliknutí ~200 ms po sobě |
| 5 | Radio vypnuté nastavením radio-mode | Jedno žluté bliknutí |
| 6 | Je aktivní alarm | Jedno červené bliknutí |
| 7 | Normální provoz | Jedno zelené bliknutí |
Tři žluté stavy tvoří záměrnou stupnici závažnosti, takže vážnost síťového problému poznáte už z počtu bliknutí:
radio vypnuté (1× žlutá) → degradované spojení (2× žlutá) → připojování / opětovné připojování (žlutá + červená)
Priorita 2 stojí nad všemi: zařízení blikající červeno-žlutě přišlo o uloženou identitu a zprovoznění a běží na výrobních výchozích hodnotách. Tam je potřeba technik, ne kontrola sítě.
Zařízení bez zeleného bliknutí nemusí být vadné - klidně jen zobrazuje něco s vyšší prioritou. Alarmy se navíc vyhodnocují i tehdy, když LED patří vzoru s vyšší prioritou. Skryté je jen červené bliknutí alarmu; sám alarm se stále vyvolá a stále odešle svůj uplink.
Debug buildy firmwaru nahrazují jedno zelené bliknutí zeleným následovaným žlutým, což je rychlý způsob, jak poznat debug jednotku od release jednotky.
Interakce s NFC
Dokud je telefon přiložený k zařízení, LED sleduje výměnu krok za krokem:
| Co se děje | LED |
|---|---|
| Telefon detekován v poli NFC | Zelená, svítí |
| Zpracovává se příkaz | Rychlé zelené blikání (~90 ms) |
| Příkaz odmítnut - špatný klíč nebo token, opakovaná či poškozená žádost | Rychlé červené blikání po 2 s, pak zhasne |
| Odpověď zapsána, čeká se, než ji telefon přečte | Zelená a žlutá, svítí |
| Výměna dokončena, telefon odebrán | Zhasnuto |
| Konfigurace úspěšně aplikována | Deset zelených bliknutí, 100 ms svítí / 100 ms zhasnuto |
Červené bliknutí při odmítnutí se vyplatí znát: bez něj vypadá odmítnutý příkaz pro toho, kdo drží telefon, úplně stejně jako úspěšný.
Aktivace vstupu
Na jednotkách s nakonfigurovanými Hallovými senzory nebo externími vstupy potvrzuje LED každou změnu vstupu. Pořadí barev kóduje směr, takže aktivaci nelze zaměnit s uvolněním:
| Událost | Vzor |
|---|---|
| Vstup se stane aktivním | Zelená, pak oranžová - po 50 ms |
| Vstup se vrátí do neaktivního stavu | Oranžová, pak zelená - po 50 ms |
Opakované změny jsou omezené na jednu signalizaci za 500 ms.
Tato signalizace se sama vypne hodinu po zapnutí. Doba se počítá od startu, ne od poslední události, protože po instalaci už blikání není žádoucí. Pokud ho potřebujete při testování zpět, zařízení vypněte a zapněte.
PIR a akcelerometr jsou momentové senzory - hlásí vždy jen aktivaci - takže na těchto vstupech uvidíte pouze sekvenci zelená-pak-oranžová.
Kalibrační režim
| Stav | Vzor |
|---|---|
| Vstup do kalibrace | Pět rychlých oranžových bliknutí, 100 ms svítí / 100 ms zhasnuto |
| Kalibrace běží | Jedno oranžové bliknutí každou sekundu |
Do kalibrace se vstupuje přiložením magnetu k oběma Hallovým senzorům do 30 minut od zapnutí. Běží 120 minut a pak se zařízení samo restartuje. Pro oba stavy se používá oranžová, aby se kalibrace nikdy nespletla s některým ze žlutých síťových varování.
Hluboký spánek
Když zařízení uspíte do hlubokého spánku, všechny tři kanály se vypnou. Úplně zhasnutá LED na spícím zařízení je normální a není to závada.
Testování LED
LED lze řídit přímo z vývojářské konzole příkazy ats led - hodí se to při kontrole podezřelé jednotky. Viz Diagnostika.
Přehled
STICKER Clime - krabička, základní deska a držák baterií
STICKER Input - krabička, základní deska a držák baterií
STICKER Motion - krabička, základní deska a držák baterií
Schémata hardwaru
Napájení
Stáhnout schéma napájení (PDF)
Anténa
MCU
Senzory
NFC
Technické parametry
| Kategorie | Parametr | Hodnota |
|---|---|---|
| Konstrukce | Materiál krabičky | ABS |
| Rozměry | 91 × 36.5 × 33.3 mm | |
| Napájení | Nominální napětí článku | 1.5 V |
| Nominální kapacita baterií | 3000 mAh | |
| Rozsah provozního napětí | 1.8 V až 3.6 V | |
| Klidová spotřeba | < 80 µA | |
| Špičková spotřeba | < 100 mA | |
| Prostředí | Provozní teplota | -30 °C až +70 °C |
| Skladovací teplota | -30 °C až +70 °C | |
| Krytí krabičky | IP40 | |
| Senzory | Integrovaný teploměr – rozsah měření | -20 °C až +60 °C |
| Integrovaný teploměr – přesnost měření | ±0.2 °C (0 °C až 65 °C) | |
| Integrovaný vlhkoměr – rozsah měření | 0 % až 100 % | |
| Integrovaný vlhkoměr – přesnost měření | ±2 % (od 10 % do 90 %) | |
| PIR – dosah detekce | 5 m | |
| PIR – zorný úhel | ≥ 50° |
